JP2005128470A - Electrochemical table display medium, display element and display device using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は視認性、質感がきわめて紙に近い反射型の電気化学型表示媒体、それを用いた表示素子、及び該表示素子を用いた表示装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 ジカルボン酸ハロゲン化物、ジクロロホーメート化合物及びホスゲン系化合物からなる群から選ばれる一種の化合物を有機溶媒に溶解した有機溶液(A)と
珪酸アルカリ及び/または2種以上の金属元素を有しその金属元素の1種がアルカリ金属である、金属酸化物、金属水酸化物および金属炭酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物(1)と、ジアミンとを含有する塩基性の水溶液(B)とを混合攪拌し、重縮合反応させることにより得られる有機ポリマーと無機化合物との複合体であって、該複合体が電解液を保持している電気化学型表示媒体、表示素子及び表示装置を提供する。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type electrochemical display medium whose visibility and texture are very similar to paper, a display element using the same, and a display device using the display element. SOLUTION: An organic solution (A) obtained by dissolving a compound selected from the group consisting of a dicarboxylic acid halide, a dichloroformate compound and a phosgene compound in an organic solvent, an alkali silicate and / or two or more metal elements. A basic element containing at least one metal compound (1) selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides and metal carbonates, wherein one of the metal elements is an alkali metal, and a diamine Electrochemical display medium and display element, which are a composite of an organic polymer and an inorganic compound obtained by mixing and stirring an aqueous solution (B) and causing a polycondensation reaction, wherein the composite holds an electrolytic solution And a display device.
[Selection figure] None
Description
本発明は、視認性、質感がきわめて紙に近い、反射型の電気化学型表示媒体及びそれを用いた表示素子ならびに表示装置を提供する。 The present invention provides a reflective electrochemical display medium that has very close visibility and texture similar to paper, a display element using the same, and a display device.
表示素子に関して現在までに多種多様な技術が研究開発されている。その中でも視認性が高く目に優しいといわれている反射光による表示素子についても種々の方法が検討されている。反射光による表示素子は、周囲の明るさに表示面が追随する、指向性のある垂直光が目に進入しない等の理由のため、目が疲れにくく長時間の使用に耐える点が最大の長所として挙げられているが、この長所を十分に発揮するには、光散乱による自然で柔らかい、紙に近い白さをいかにして出すかが重要である。そのため、表示面の視認性、質感をいかにして紙に近づけるかが最大の開発目標の一つとなっている。 Various technologies have been researched and developed so far for display elements. Among them, various methods have been studied for display elements using reflected light, which are said to have high visibility and are easy on the eyes. The display element with reflected light has the greatest advantage that it can withstand long-term use because the display surface follows the ambient brightness and directional vertical light does not enter the eye. However, in order to make full use of this advantage, it is important how to produce natural and soft whiteness close to paper due to light scattering. For this reason, one of the biggest development goals is how to bring the visibility and texture of the display surface closer to paper.
反射光型表示素子の技術のひとつである液晶を用いた表示素子は、現在最も広く用いられている技術であるが、本方式は偏光子を必要とするため、反射光強度が大きく減衰し、表示面の白さは紙には到底及ばない。加えて、視野角依存性が生じる問題もある。他の表示方式としては、色相の及び帯電特性の異なる2色の領域を有する粒子(2色粒子)を回転させることにより表示を行う、いわゆる粒子回転型ディスプレーが知られている(例えば、特許文献1参照。)。2色回転粒子はその構造上、視面側が明色(たとえば白)の場合は、その反対側は暗色(たとえば黒)になる。また、2色粒子を密に配列させても必ず隙間が生じてしまう。そのため、明色表示の際の視面から来た光が配列した2色粒子により生じた隙間に入ると、反対側の暗色面に光の大部分が吸収されてしまうために、光の反射効率が低く、紙に近い白さを出すことは困難である。 A display device using liquid crystal, which is one of the technologies of the reflected light type display device, is the most widely used technology at present, but since this method requires a polarizer, the reflected light intensity is greatly attenuated, The whiteness of the display surface does not reach that of paper. In addition, there is a problem that viewing angle dependency occurs. As another display method, a so-called particle rotation type display is known in which display is performed by rotating particles (two-color particles) having two-color regions having different hues and charging characteristics (for example, Patent Documents). 1). Due to the structure of the two-color rotating particles, when the viewing surface side is light (for example, white), the opposite side is dark (for example, black). Even if the two-color particles are arranged densely, a gap is always generated. For this reason, when light coming from the viewing surface in bright color display enters a gap generated by the arranged two-color particles, most of the light is absorbed by the dark color surface on the opposite side. Is low and it is difficult to obtain whiteness close to that of paper.
また、粒子泳動法を用いた表示素子の場合では、一般に酸化チタン等の顔料微粒子を表示装置の視面側に移動させることにより白表示を行っている(例えば、特許文献2参照。)。しかしながら本方式では、白さを出すための機構が紙とは根本的に異なるため、粒状感が生じる等の理由により、紙のような自然な白さを出すことができない。 In the case of a display element using a particle migration method, generally, white display is performed by moving pigment fine particles such as titanium oxide to the viewing surface side of the display device (for example, see Patent Document 2). However, in this method, since the mechanism for producing whiteness is fundamentally different from that of paper, natural whiteness such as that of paper cannot be produced due to a grainy feeling or the like.
一方、反射光を利用する他の表示素子として、電圧印加により、固体や液体に生じる可逆的な色相の変化を利用する電気化学型表示素子が知られている。本素子では着色表示の際の色相がクリアで視野角依存性もない優れた表示を行うことが可能である。透明電極上に存在している電気化学的な酸化還元により変色する高分子材料層と、この高分子材料層と接触し酸化チタン等の着色剤を含有した高分子固体電解質層を有する、エレクトロクロミック型表示素子が知られている(例えば、特許文献3参照。)。また同特許文献には、酸化チタン等の着色剤及び発色剤としての金属イオンを含有した高分子固体電解質層を電極間に挟んだ、エレクトロデポシション型表示素子について記載されている。また、銀塩(発色剤)と支持電解質とを溶媒に溶解させた電解液に、酸化チタンや酸化マグネシウム等の白色の半導体または絶縁体粉末を分散させ、この液体を透明電極に挟み込む構成の、エレクトロデポジション型表示装置について記載されている(例えば、特許文献4。)。 On the other hand, as another display element that uses reflected light, an electrochemical display element that uses a reversible change in hue that occurs in a solid or liquid when a voltage is applied is known. With this device, it is possible to perform excellent display with clear hue and no viewing angle dependency during colored display. An electrochromic having a polymer material layer discolored by electrochemical oxidation and reduction existing on a transparent electrode, and a polymer solid electrolyte layer containing a colorant such as titanium oxide in contact with the polymer material layer A type display element is known (see, for example, Patent Document 3). The patent document also describes an electrodeposition type display element in which a polymer solid electrolyte layer containing a colorant such as titanium oxide and a metal ion as a color former is sandwiched between electrodes. In addition, a white semiconductor or insulator powder such as titanium oxide or magnesium oxide is dispersed in an electrolytic solution in which a silver salt (color former) and a supporting electrolyte are dissolved in a solvent, and this liquid is sandwiched between transparent electrodes. An electrodeposition type display device is described (for example, Patent Document 4).
特許文献3及び4のいずれの方法についても、表示素子に白色度を与えるためには、いわゆる白色顔料を用いているため、いずれの表示素子でも視認性および質感は紙とは大きく異なっている。また、電気化学表示素子は、表示を行う際に対向電極間をイオンがスムーズに移動する必要があるが、特許文献3に示された高分子電解質を用いた方式では電解液を用いた場合に比してイオン伝導度が低くなるため、表示の応答速度が遅くなる上、駆動電圧が上昇してしまう可能性がある。また、イオン伝導性の温度依存性が液体の電解質を用いた場合に比して大きいため、広い温度領域特に低温度での安定した駆動がしにくくなる。一方、特許文献4のように電解液を表示素子中に液体状態のまま用いると、表示素子が破損した際に漏洩等が起き易く安全性に問題が生じる上、白色粉末が偏在することで、均一な白色度を出せなくなる恐れがある。
本発明は視認性、質感がきわめて紙に近い反射型の電気化学型表示媒体及びそれを用いた表示素子ならびに表示装置を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a reflection type electrochemical display medium having visibility and texture very close to paper, a display element using the same, and a display device.
本発明者らは、ジカルボン酸ハロゲン化物、ジクロロホーメート化合物及びホスゲン系化合物からなる群から選ばれる一種の化合物を有機溶媒に溶解した有機溶液(A)と、珪酸アルカリ及び/または2種以上の金属元素を有しその金属元素の1種がアルカリ金属である、金属酸化物、金属水酸化物および金属炭酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物と、ジアミンとを含有する塩基性の水溶液(B)とを混合攪拌し、重縮合反応させることにより得られた有機ポリマーと無機化合物との複合体に、支持電解質を溶解させた電解液を保持したウエットケーキシートが、視認性が極めて紙に近く高反射率な白色基体、多量の電解液をゲル状に保持する機能を発現するイオン伝導体、及び高い電子絶縁性を有する電極間セパレーターの3つの機能を兼備した、電気化学型表示媒体として用いることができることを見いだし、本発明を完成させるに至った。 The present inventors include an organic solution (A) obtained by dissolving one kind of compound selected from the group consisting of a dicarboxylic acid halide, a dichloroformate compound, and a phosgene compound in an organic solvent, an alkali silicate and / or two or more kinds. A basic composition comprising at least one metal compound selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides and metal carbonates, wherein the metal element has one of the metal elements and an alkali metal, and a diamine. A wet cake sheet holding an electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in a composite of an organic polymer and an inorganic compound obtained by mixing and stirring the aqueous solution (B) and performing a polycondensation reaction, has extremely high visibility. White substrate close to paper and having high reflectivity, ion conductor exhibiting a function of holding a large amount of electrolyte in a gel state, and interelectrode separator having high electronic insulation And combines the three functions of terpolymers, found that can be used as an electrochemical display medium, thereby completing the present invention.
すなわち本発明は、
ジカルボン酸ハロゲン化物、ジクロロホーメート化合物及びホスゲン系化合物からなる群から選ばれる一種の化合物を有機溶媒に溶解した有機溶液(A)と
珪酸アルカリ及び/または
2種以上の金属元素を有しその金属元素の1種がアルカリ金属である、金属酸化物、金属水酸化物および金属炭酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物(1)と、ジアミンとを含有する塩基性の水溶液(B)とを混合攪拌し、反応させることにより得られる有機ポリマーと無機化合物との複合体であって、該複合体が電解液を保持している電気化学型表示媒体を提供する。
That is, the present invention
An organic solution (A) obtained by dissolving a compound selected from the group consisting of a dicarboxylic acid halide, a dichloroformate compound, and a phosgene compound in an organic solvent, an alkali silicate, and / or a metal having two or more metal elements A basic aqueous solution (B) containing at least one metal compound (1) selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides and metal carbonates, wherein one of the elements is an alkali metal, and diamine And a mixture of an organic polymer and an inorganic compound obtained by mixing and stirring, and an electrochemical display medium in which the composite holds an electrolytic solution.
また、電極を有する2枚の基板を、該電極を内側にして相対向させた基板間に、本発明の電気化学型表示媒体を有する電気化学型表示素子を提供する。 In addition, an electrochemical display element having the electrochemical display medium of the present invention is provided between two substrates having electrodes facing each other with the electrodes facing inside.
また、該電気化学型表示素子により構成される、電気化学型表示装置を提供する。 Also provided is an electrochemical display device comprising the electrochemical display element.
また、ジカルボン酸ハロゲン化物、ジクロロホーメート化合物及びホスゲン系化合物からなる群から選ばれる一種の化合物を有機溶媒に溶解した有機溶液(A)と、
珪酸アルカリ及び/または2種以上の金属元素を有しその金属元素の1種がアルカリ金属である、金属酸化物、金属水酸化物および金属炭酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物(1)と、ジアミンとを含有する塩基性の水溶液(B)とを混合攪拌し、重縮合反応させることにより得られる有機ポリマーと無機化合物との複合体を得る複合体合成工程と、
前記複合体の固形分率が35質量%以下の状態で、電解液を含浸させて、複合体に電解液を保持させる含浸工程とを有する電気化学型表示媒体の製造方法を提供する。
Further, an organic solution (A) in which a compound selected from the group consisting of a dicarboxylic acid halide, a dichloroformate compound, and a phosgene compound is dissolved in an organic solvent,
At least one metal compound selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides, and metal carbonates, having an alkali silicate and / or two or more metal elements and one of the metal elements is an alkali metal ( 1) and a basic aqueous solution (B) containing a diamine are mixed and stirred, and a composite synthesis step for obtaining a composite of an organic polymer and an inorganic compound obtained by polycondensation reaction;
Provided is a method for producing an electrochemical type display medium, which comprises an impregnation step of impregnating an electrolytic solution with the solid content of the composite being 35% by mass or less and holding the electrolytic solution in the composite.
本発明により、視認性、質感がきわめて紙に近い反射型の電気化学型表示媒体及びそれを用いた表示素子ならびに表示装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a reflection type electrochemical display medium that is very similar in visibility and texture to paper, a display element using the same, and a display device.
本発明の電気化学型表示媒体及びそれを用いた表示素子ならびに表示装置は視認性、質感がきわめて紙に近い。また、高分子電解質を用いた電気化学型表示媒体に比べ応答速度が速く、低消費電力且つ使用可能な温度領域が広い。また、本発明での表示媒体は電解液を液状のまま用いる表示媒体とは異なり漏洩することがない。 The electrochemical display medium of the present invention, the display element using the same, and the display device are very close to paper in terms of visibility and texture. In addition, the response speed is higher than that of an electrochemical display medium using a polymer electrolyte, the power consumption is low, and the usable temperature range is wide. In addition, the display medium in the present invention does not leak unlike a display medium that uses the electrolytic solution in a liquid state.
また、本発明の電気化学型表示媒体は、単に有機ポリマーと無機化合物とを混ぜ合わせた構造とは異なり、電解液の保持能力が高い有機無機複合体である。好ましい態様として、該有機無機複合体は自重の4〜25倍質量の電解液を保持することができる。コントラストのより高い表示用媒体を得るためには、5〜20倍質量の電解液を保持していること好ましい。 In addition, the electrochemical display medium of the present invention is an organic-inorganic composite having a high ability to retain an electrolytic solution, unlike a structure in which an organic polymer and an inorganic compound are simply mixed. As a preferred embodiment, the organic-inorganic composite can hold an electrolyte solution having a mass of 4 to 25 times its own weight. In order to obtain a display medium with higher contrast, it is preferable to hold 5 to 20 times the mass of the electrolytic solution.
本発明の表示媒体は、表示素子の白色体、電解液を保持したイオン伝導体、及び電極間セパレーターの3つの機能を有する部材として、ジカルボン酸ハロゲン化物、ジクロロホーメート化合物及びホスゲン系化合物からなる群から選ばれる一種の化合物を有機溶媒に溶解した有機溶液(A)と、
珪酸アルカリ及び/または2種以上の金属元素を有しその金属元素の1種がアルカリ金属である、金属酸化物、金属水酸化物および金属炭酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物(1)と、ジアミンとを含有する塩基性の水溶液(B)とを混合攪拌し、重縮合反応させることにより得られた有機ポリマーと無機化合物との複合体を用いる。本方法によって得られた複合体は、有機ポリマーとしてのポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素中に、サブミクロンメートル〜ナノメートルオーダーの無機微粒子が複合体全質量に対して15〜80質量%の高い含有率で微分散含有することができる。電解液を多く保持し、且つ、有機ポリマーと無機粒子との界面領域を広くすることで高い光散乱効率を与え、高い白色度を得るためには、複合体中の無機含有率は、20〜70質量%であることが好ましい。
The display medium of the present invention comprises a dicarboxylic acid halide, a dichloroformate compound, and a phosgene compound as a member having three functions of a white body of a display element, an ionic conductor holding an electrolytic solution, and an interelectrode separator. An organic solution (A) obtained by dissolving one kind of compound selected from the group in an organic solvent;
At least one metal compound selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides, and metal carbonates, having an alkali silicate and / or two or more metal elements and one of the metal elements is an alkali metal ( 1) and a basic aqueous solution (B) containing a diamine are mixed and stirred, and a complex of an organic polymer and an inorganic compound obtained by polycondensation reaction is used. The composite obtained by this method has a high content of 15 to 80% by mass of inorganic fine particles of submicrometer to nanometer order in polyamide, polyurethane and polyurea as organic polymers with respect to the total mass of the composite. And can be finely dispersed. In order to retain a large amount of electrolyte and to give high light scattering efficiency by widening the interface region between the organic polymer and inorganic particles and to obtain high whiteness, the inorganic content in the composite is 20 to 20%. It is preferable that it is 70 mass%.
本発明に用いる有機無機複合体は常温、常圧下での10秒〜数分程度の攪拌操作により、有機溶液(A)中のモノマーと水溶液(B)中のジアミンとが迅速に反応することで、有機ポリマー成分が収率よく得られる。その際、珪酸アルカリ及び/または金属化合物(1)中のアルカリ金属が、重合の際に発生するハロゲン化水素の除去剤として作用することで有機ポリマーの重合反応を促進する。本反応と同時に、珪酸アルカリ及び/または金属化合物(1)はそのアルカリ金属化合物成分が除去され、珪酸アルカリを用いた際にはシリカへ、金属化合物(1)を用いた場合はアルカリ金属以外の金属元素を有する金属化合物へと転化することで水に不溶化し固体として析出する。その際、有機ポリマーの重合反応とシリカ及び/または金属化合物の固体への転化とは、どちらか一方のみが生じることはなく平行して起こるため、シリカ及び/または金属化合物微粒子が有機ポリマーに微分散した有機無機複合体が得られる。 The organic-inorganic composite used in the present invention reacts rapidly with the monomer in the organic solution (A) and the diamine in the aqueous solution (B) by stirring for about 10 seconds to several minutes at room temperature and normal pressure. The organic polymer component can be obtained with good yield. At that time, the alkali metal in the alkali silicate and / or the metal compound (1) acts as a removing agent for the hydrogen halide generated during the polymerization, thereby promoting the polymerization reaction of the organic polymer. Simultaneously with this reaction, the alkali metal silicate and / or metal compound (1) has its alkali metal compound component removed, and when alkali silicate is used, it is converted to silica, and when metal compound (1) is used, other than alkali metal. By converting into a metal compound having a metal element, it becomes insoluble in water and precipitates as a solid. At that time, since the polymerization reaction of the organic polymer and the conversion of the silica and / or metal compound into a solid occur in parallel without causing only one of them, the silica and / or metal compound fine particles are finely dispersed in the organic polymer. A dispersed organic-inorganic composite is obtained.
本発明での有機溶液(A)に用いるジカルボン酸ハロゲン化物としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸の酸ハロゲン化物、およびイソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸の酸ハロゲン化物、あるいはこれら芳香環の水素をハロゲン原子、ニトロ基、アルキル基などで置換した芳香族ジカルボン酸の酸ハロゲン化物などが例として挙げられ、これらは単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the dicarboxylic acid halide used in the organic solution (A) in the present invention include aliphatic dicarboxylic acid acid halides such as succinic acid, adipic acid, azelaic acid, and sebacic acid, and aromatics such as isophthalic acid and terephthalic acid. Examples include acid halides of dicarboxylic acids, or acid halides of aromatic dicarboxylic acids obtained by substituting hydrogen of these aromatic rings with halogen atoms, nitro groups, alkyl groups, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.
本発明での有機溶液(A)に用いるジクロロホーメート化合物としては、1.2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール等の脂肪族ジオール類や、1個または2個以上の芳香環に水酸基を2個持つレゾルシン(1,3−ジヒドロキシベンゼン)、ヒドロキノン(1,4−ジヒドロキシベンゼン)、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,2’−ビフェノール、ビスフェノールS、ビスフェノールA、テトラメチルビフェノール等の2価フェノール類の水酸基を全てホスゲン化処理によりクロロホーメート化したものを挙げることができる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。 Examples of the dichloroformate compound used in the organic solution (A) in the present invention include 1.2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8- Aliphatic diols such as octanediol, resorcin (1,3-dihydroxybenzene), hydroquinone (1,4-dihydroxybenzene), 1,6-dihydroxy having two or more hydroxyl groups on one or more aromatic rings Mention may be made of all the hydroxyl groups of dihydric phenols such as naphthalene, 2,2′-biphenol, bisphenol S, bisphenol A, tetramethylbiphenol, etc., which have been chloroformated by phosgenation treatment. These can be used alone or in combination of two or more.
本発明での有機溶液(A)に用いるホスゲン系化合物としてはホスゲン及びトリホスゲンを挙げることができる。これらは単独で、または両種を組み合わせて使用することができる。 Examples of the phosgene compound used in the organic solution (A) in the present invention include phosgene and triphosgene. These may be used alone or in combination of both species.
本発明では有機溶液(A)に用いるモノマーを選択することにより、有機無機複合体のマトリクス有機ポリマーを変えることができる。モノマーとしてジカルボン酸ハロゲン化物を用いた場合はポリアミドを、ジクロロホーメート化合物を用いた場合はポリウレタンを、ホスゲン系化合物を用いた場合にはポリ尿素を、水溶液(B)との反応によって得ることができる。 In the present invention, the matrix organic polymer of the organic-inorganic composite can be changed by selecting the monomer used in the organic solution (A). Polyamide can be obtained by reaction with an aqueous solution (B) when a dicarboxylic acid halide is used as a monomer, a polyurethane when a dichloroformate compound is used, or a polyurea when a phosgene compound is used. it can.
本発明での有機溶液(A)に用いる有機溶媒としては上記の有機溶液(A)中の各種モノマーやジアミンとは反応せず、有機溶液(A)中の各種モノマーを溶解させるものであれば特に制限なく用いることができる。このうち水と非相溶なものとしてはトルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類を、水と相溶するものとしてはテトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類などを代表的な例として挙げることができる。 As an organic solvent used in the organic solution (A) in the present invention, any solvent that does not react with the various monomers and diamines in the organic solution (A) and dissolves the various monomers in the organic solution (A) can be used. It can be used without particular limitation. Among these, those incompatible with water include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, halogenated hydrocarbons such as chloroform and methylene chloride, and alicyclic rings such as cyclohexane. Representative examples of the hydrocarbons compatible with water include ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and the like.
有機溶液(A)に用いる有機溶媒として水に対して非相溶なものを用いた場合、生じる重縮合反応は水溶液(B)と有機溶液(A)との界面近傍で生じる界面重縮合となる。この場合は得られる有機ポリマーの分子量を容易に高くすることができるため、繊維形状の複合体が得られやすい。また、水溶液(B)と有機溶液(A)との界面で生じた複合体膜を引き上げつつ紡糸することで、強度の高い長繊維を得ることもできる。逆に有機溶媒として水に対して相溶するものを用いた場合には、有機溶媒と水とが乳化した状態で重合が生じるため、粉体形状の複合体が容易に得られる。 When an organic solvent incompatible with water is used as the organic solvent used in the organic solution (A), the resulting polycondensation reaction is interfacial polycondensation that occurs in the vicinity of the interface between the aqueous solution (B) and the organic solution (A). . In this case, since the molecular weight of the obtained organic polymer can be easily increased, a fiber-shaped composite is easily obtained. Moreover, a high-strength long fiber can also be obtained by spinning while pulling up the composite film formed at the interface between the aqueous solution (B) and the organic solution (A). Conversely, when an organic solvent that is compatible with water is used, polymerization occurs in a state where the organic solvent and water are emulsified, so that a powder-shaped composite can be easily obtained.
いずれの有機溶媒を用いた場合でも、得られる有機無機複合体は、粉体またはパルプ状と、バルク形状に比べて外表面積が大きいため、粉砕等の処理を行う必要なしに電解液を容易に保持させることができる。 Regardless of which organic solvent is used, the resulting organic / inorganic composite has a larger external surface area than powder or pulp and bulk, so that it is easy to use the electrolyte without the need for processing such as grinding. Can be retained.
本発明での水溶液(B)に用いるジアミンとしては、有機溶液(A)中の各モノマーと反応し、有機ポリマーを生成するものであれば特に制限なく用いることができる。具体的には、1,2−ジアミノエタン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタンなどの脂肪族ジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン、2,3−ジアミノナフタレンなどの芳香族ジアミン、あるいはこれら芳香環の水素をハロゲン原子、ニトロ基、またはアルキル基などで置換した芳香族ジアミンなどが例として挙げられる。これらは単独または2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The diamine used in the aqueous solution (B) in the present invention can be used without particular limitation as long as it reacts with each monomer in the organic solution (A) to produce an organic polymer. Specifically, aliphatic diamines such as 1,2-diaminoethane, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, and m-xylylenediamine , Aromatic diamines such as p-xylylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene, 2,3-diaminonaphthalene, or hydrogen of these aromatic rings. Examples include aromatic diamines substituted with halogen atoms, nitro groups, alkyl groups, and the like. You may use these individually or in combination of 2 or more types.
本発明での有機溶液(A)及び水溶液(B)中のモノマー濃度としては重合反応が十分に進行すれば特に制限されないが、各々のモノマー同士を良好に接触させる観点から、0.01〜3モル/Lの濃度範囲、特に0.05〜1モル/Lが好ましい。 The monomer concentration in the organic solution (A) and the aqueous solution (B) in the present invention is not particularly limited as long as the polymerization reaction proceeds sufficiently, but from the viewpoint of bringing the monomers into good contact with each other, 0.01 to 3 A concentration range of mol / L, particularly 0.05 to 1 mol / L is preferred.
本発明では水溶液(B)中に珪酸アルカリを共存させた状態で重合反応を行わせることで、有機ポリマーとシリカとからなる複合体を得て、表示媒体として用いることができる。本発明での水溶液(B)に用いる珪酸アルカリは、JIS K 1408に記載された水ガラス1号、2号、3号などのA2O・nSiO2の組成式で表され、Aがアルカリ金属、nの平均値が1.8〜4のものが挙げられる。また、nの平均値が0.8〜1.1である、メタ珪酸アルカリ(たとえばメタ珪酸ナトリウム1種、2種)の粉末を水に溶解させた液体も水ガラスと同様に用いることができる。珪酸アルカリ中に含まれるアルカリ金属化合物は重合の際に発生する際の酸除去剤として作用することで、重合反応を促進すると同時に、固体シリカに転化する無機原料として作用する。 In the present invention, a composite composed of an organic polymer and silica can be obtained and used as a display medium by carrying out a polymerization reaction in the presence of an alkali silicate in the aqueous solution (B). The alkali silicate used in the aqueous solution (B) in the present invention is represented by a composition formula of A 2 O · nSiO 2 such as water glass No. 1, No. 2, No. 3, etc. described in JIS K 1408, and A is an alkali metal. , N has an average value of 1.8 to 4. Moreover, the liquid which melt | dissolved the powder of alkali metasilicate (for example, sodium metasilicate 1 type, 2 types) whose average value of n is 0.8-1.1 in water can be used similarly to water glass. . The alkali metal compound contained in the alkali silicate acts as an acid remover when it is generated during the polymerization, thereby promoting the polymerization reaction and at the same time acting as an inorganic raw material that is converted into solid silica.
また、本発明では水溶液(B)中に金属化合物(1)を共存させた状態で重合反応を行わせることで、有機ポリマーと金属化合物(1)中のアルカリ金属以外の金属元素を有する金属化合物とからなる複合体を得て、表示媒体として用いることができる。使用する金属化合物(1)としては、一般式AxMyBzとして表すことができる化合物を挙げることができる。Aがアルカリ金属元素であり、Mがアルカリ金属以外の金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種類以上の金属元素であり、BがO、CO3、OHからなる群から少なくとも1種選ばれる基であるものが挙げられる。x、y、zは、A、MとBの結合を可能とする数である。上記一般式AxMyBzで表される化合物は、水に溶解し塩基性を示すものが好ましい。金属化合物(1)に含まれるアルカリ金属もまた、珪酸アルカリ中のアルカリ金属化合物と同様に、重合の際に発生する際の酸除去剤として作用することで、重合反応を促進する。 Moreover, in this invention, the metal compound which has metal elements other than the alkali metal in an organic polymer and a metal compound (1) by making it superpose | polymerize in the state which made the metal compound (1) coexist in aqueous solution (B). Can be used as a display medium. As a metal compound (1) to be used, the compound which can be represented as general formula AxMyBz can be mentioned. A group in which A is an alkali metal element, M is at least one metal element selected from the group consisting of metal elements other than alkali metals, and B is at least one type selected from the group consisting of O, CO 3 and OH The thing which is is mentioned. x, y, and z are numbers that allow A, M, and B to be combined. The compound represented by the general formula AxMyBz is preferably a compound that dissolves in water and exhibits basicity. Similarly to the alkali metal compound in the alkali silicate, the alkali metal contained in the metal compound (1) also acts as an acid remover when generated during the polymerization, thereby promoting the polymerization reaction.
本発明で用いられる金属化合物(1)の内、上記一般式中のBがOである化合物としては、亜鉛酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウム、亜クロム酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、スズ酸ナトリウム、亜テルル酸ナトリウム、チタン酸ナトリウム、バナジン酸ナトリウム、タングステン酸ナトリウム等のナトリウム複合酸化物や、亜鉛酸カリウム、アルミン酸カリウム、亜クロム酸カリウム、モリブデン酸カリウム、スズ酸カリウム、マンガン酸カリウム、タンタル酸カリウム、亜テルル酸カリウム、鉄酸カリウム、バナジン酸カリウム、タングステン酸カリウム、金酸カリウム、銀酸カリウム等のカリウム複合酸化物、アルミン酸リチウム、モリブデン酸リチウム、スズ酸リチウム等のリチウム複合酸化物のほかルビジウム複合酸化物、セシウム複合酸化物を用いることができる。 Among the metal compounds (1) used in the present invention, the compounds in which B in the above general formula is O include sodium zincate, sodium aluminate, sodium chromite, sodium molybdate, sodium stannate, tellurium. Sodium complex oxides such as sodium oxide, sodium titanate, sodium vanadate, sodium tungstate, potassium zincate, potassium aluminate, potassium chromite, potassium molybdate, potassium stannate, potassium manganate, potassium tantalate Of potassium complex oxides such as potassium tellurite, potassium ferrate, potassium vanadate, potassium tungstate, potassium goldate and potassium silverate, lithium complex oxides such as lithium aluminate, lithium molybdate and lithium stannate Other rubidium complex oxidation , It can be used cesium complex oxide.
上記一般式中のBがCO3とOHの一方または、双方の基を含むアルカリ金属化合物(1)としては、炭酸亜鉛カリウム、炭酸ニッケルカリウム、炭酸ジルコニウムカリウム、炭酸コバルトカリウム、炭酸スズカリウム等、及びこれらの水和物を例示することができる Examples of the alkali metal compound (1) in which B in the above general formula includes one or both of CO 3 and OH include zinc carbonate potassium, nickel carbonate potassium, potassium zirconium carbonate, cobalt potassium carbonate, and potassium tin carbonate. And their hydrates can be exemplified
これらの金属化合物(1)は水に溶解させて用いるため、水和物であっても良い。また、これらは単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。また、前述の珪酸アルカリと同時に用いても良い。 Since these metal compounds (1) are dissolved in water and used, they may be hydrates. Moreover, these can be used individually or in combination of 2 or more types. Moreover, you may use simultaneously with the above-mentioned alkali silicate.
水溶液(B)中の珪酸アルカリ及び/または金属化合物(1)の濃度は、有機溶液(A)及び水溶液(B)中のモノマー濃度によってある程度は決定されるが、有機無機複合体の高収率を維持し、かつ重合時の過剰な発熱により生じうる有機溶液(A)中のモノマーと水との副反応を防止する理由より、1〜200g/Lが望ましい。 The concentration of the alkali silicate and / or metal compound (1) in the aqueous solution (B) is determined to some extent by the monomer concentration in the organic solution (A) and the aqueous solution (B). 1 to 200 g / L is desirable for the purpose of preventing the side reaction between the monomer in the organic solution (A) and water that may be generated by excessive heat generation during polymerization.
界面重縮合反応場に共存させる珪酸アルカリ及び/または金属化合物(1)は、重縮合反応時に生じるハロゲン化水素を中和して重縮合反応を促進させる作用も有するため、これらの配合量が少なく、生じるハロゲン化水素が重縮合反応の進行を阻害する場合には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの酸受容体を水溶液(B)に添加しても、上記酸受容体の溶液を合成系に後添加してもよい。 The alkali silicate and / or metal compound (1) coexisting in the interfacial polycondensation reaction field also has an action of accelerating the polycondensation reaction by neutralizing the hydrogen halide generated during the polycondensation reaction, so that the blending amount thereof is small In the case where the generated hydrogen halide inhibits the progress of the polycondensation reaction, the acid acceptor may be added even if an acid acceptor such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate or potassium carbonate is added to the aqueous solution (B). The solution may be added later to the synthesis system.
本発明では、表示素子の白色体、電解液を保持したイオン伝導体、及び電極間セパレーターの3つの機能を有機無機複合体に付与している。そのため、該複合体の最良の形態としては、白色度、電解液保持特性及び、電子絶縁性のいずれの特性が高いことが挙げられる。これらの特性を付与するために、有機溶液(A)及び水溶液(B)の各成分は以下の材料を選定することが特に好ましい。 In the present invention, the organic-inorganic composite is provided with the three functions of the white body of the display element, the ionic conductor holding the electrolytic solution, and the interelectrode separator. Therefore, as the best mode of the composite, it can be mentioned that any of whiteness, electrolyte retention property, and electronic insulation property is high. In order to impart these characteristics, it is particularly preferable to select the following materials for each component of the organic solution (A) and the aqueous solution (B).
本発明における白色体としての特性は、有機無機複合体の有機と無機の各成分が持つ色、有機無機複合化状態及び、複合体の形状により発現している。 The characteristics of the white body in the present invention are manifested by the colors of the organic and inorganic components of the organic-inorganic composite, the organic-inorganic composite state, and the shape of the composite.
高白色度を付与するための、有機無機複合体の有機成分としては白色度が高いポリマーを与える原料が、無機成分としては無色または白色の微粒子を与える材料が好ましく用いられる。 As the organic component of the organic-inorganic composite for imparting high whiteness, a raw material that gives a polymer having high whiteness is preferably used, and a material that gives colorless or white fine particles is preferably used as the inorganic component.
有機無機複合体を構成する無機粒子が、可視光線波長より大きいサブミクロンメートルオーダーで、且つ無色または白色であり、有機ポリマーとの屈折率差が大きい場合は、有機ポリマーと無機粒子の界面間で光散乱が効率的に生じ、極めて良好な白色度を複合体に与える。このとき、無機粒子の大きさは、可視光線波長よりやや大きい800ナノメートル〜1ミクロンメートル付近大きさの粒子であることが好ましい。この領域の粒子が多量にあると有機ポリマーと無機粒子との界面面積が比較的広くなり、光散乱が良好に生じ高い白色度を複合体に付与することができる。このような無機成分としては、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、及び酸化テルル(IV)を例示できる。これらを有機無機複合体に複合化できる無機原料としての金属化合物(1)としては亜鉛酸ナトリウム、亜鉛酸カリウム、亜テルル酸ナトリウム、亜テルル酸カリウム等のアルカリ金属複合酸化物や、炭酸亜鉛カリウム、炭酸ジルコニウムカリウム、等のアルカリ金属複合炭酸化物を例示することができる。 If the inorganic particles that make up the organic-inorganic composite are on the order of submicrometers larger than the visible light wavelength and are colorless or white, and the refractive index difference between the organic polymer and the organic polymer is large, between the interface between the organic polymer and the inorganic particle Light scattering occurs efficiently, giving the composite a very good whiteness. At this time, the size of the inorganic particles is preferably a particle having a size of about 800 nanometers to about 1 micrometer which is slightly larger than the visible light wavelength. When there are a large amount of particles in this region, the interface area between the organic polymer and the inorganic particles becomes relatively wide, and light scattering occurs favorably, and high whiteness can be imparted to the composite. Examples of such inorganic components include zirconium oxide, zinc oxide, and tellurium oxide (IV). Examples of the metal compound (1) as an inorganic raw material that can be combined with an organic-inorganic composite include alkali metal composite oxides such as sodium zincate, potassium zincate, sodium tellurite and potassium tellurite, and potassium zinc carbonate. And alkali metal composite carbonates such as potassium potassium carbonate.
一方、無機材料がシリカ及び酸化アルミニウムの場合は、無機粒子径が約10ナノメートルと極めて微小である上、該無機粒子同士が一部分で連結したネットワーク構造を形成していることが、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により明らかとなっている。このとき、無機粒子からなるネットワーク全体のサイズが可視光線の波長以上の大きさになると、可視光線の散乱が有機無機複合体の極めて広い界面において高効率で生じることで、極めて高い白色度を複合体に付与できる。このよう無機成分及び構造を付与できる無機原料としては、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム等の珪酸アルカリや、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等のアルミン酸アルカリを例示することができる。 On the other hand, in the case where the inorganic material is silica or aluminum oxide, the inorganic particle diameter is very small, about 10 nanometers, and it is a transmission electron that the inorganic particles are partly connected to form a network structure. It becomes clear by observation with a microscope (TEM). At this time, if the size of the entire network composed of inorganic particles is larger than the wavelength of visible light, visible light scattering occurs with high efficiency at the very wide interface of the organic-inorganic composite. Can be given to the body. Examples of such inorganic raw materials that can impart inorganic components and structures include alkali silicates such as sodium silicate and potassium silicate, and alkali aluminates such as sodium aluminate and potassium aluminate.
また、有機無機複合体を構成する有機ポリマーの主鎖が脂肪族である場合は、共役構造を有しないために可視光線の吸収が生じず、高い白色度を有するため好ましく用いられる。このようなポリマーを生成する有機溶液(A)に用いるモノマーとしてはコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸の酸ハロゲン化物や、1.2−エタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール等の脂肪族ジオール類の水酸基を全てホスゲン化処理によりクロロホーメート化した脂肪族クロロホーメート化合物、ホスゲン、ジホスゲン及びトリホスゲンのホスゲン系化合物を例示することができる。また、水溶液(B)に用いるジアミンとしては1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン等の脂肪族ジアミンを例示することができる。 In addition, when the main chain of the organic polymer constituting the organic-inorganic composite is aliphatic, it is preferably used because it has no conjugated structure and thus does not absorb visible light and has high whiteness. Monomers used in the organic solution (A) for producing such a polymer include acid halides of aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, azelaic acid and sebacic acid, 1.2-ethanediol, 1,3 An aliphatic chloroformate compound in which hydroxyl groups of aliphatic diols such as propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol and the like are all chloroformated by phosgenation treatment, Examples include phosgene compounds of phosgene, diphosgene and triphosgene. Examples of the diamine used in the aqueous solution (B) include aliphatic diamines such as 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, and 1,6-diaminohexane.
この中でも特に有機溶媒(A)として脂肪族ジカルボン酸ハロゲン化物と、水に非相溶であるトルエン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、塩化メチレン、四塩化炭素等の溶媒を、水溶液(B)として脂肪族ジアミンを用いた場合は、重縮合が(A)、(B)間での界面重縮合となり、容易に分子量を高くできるために、合成時に高せん断力を加えることで、繊維径が20μm以下でアスペクト比が10以上のパルプ(屈曲微小繊維)状を主成分とする形状に加工することもできる。このような外観を有する該複合体は抄紙可能になり、これを抄紙することで、紙とほぼ等しい外観のシート状ウエットケーキが結合剤等を用いずに得られる。パルプ形状物を抄紙することで得られるウエットケーキシートは、表面にランダムで微小な凹凸を有するため、入射した光は各方向に散乱し、さらに自然で柔らかい白さを出すことができる。 Among these, in particular, aliphatic dicarboxylic acid halides as organic solvents (A) and solvents such as toluene, n-hexane, cyclohexane, methylene chloride, carbon tetrachloride, which are incompatible with water, are used as aqueous solutions (B) as aliphatics. When diamine is used, polycondensation becomes interfacial polycondensation between (A) and (B), and the molecular weight can be easily increased. Therefore, by applying a high shear force during synthesis, the fiber diameter is 20 μm or less. It can also be processed into a shape whose main component is a pulp (bent microfiber) having an aspect ratio of 10 or more. The composite having such an appearance can be made into paper, and by making this, a sheet-like wet cake having an appearance almost equal to that of paper can be obtained without using a binder or the like. Since the wet cake sheet obtained by making a pulp-shaped article has random and minute irregularities on the surface, incident light is scattered in each direction, and more natural and soft whiteness can be obtained.
本発明における電解液の保持材料としての特性は、有機無機複合体の有機および無機の各成分が持つ化学的特性及び形状的な因子により発現している。 The characteristics of the electrolyte solution holding material in the present invention are expressed by the chemical characteristics and shape factors of the organic and inorganic components of the organic-inorganic composite.
有機無機複合体中の無機成分の役割は以下のように考えられる。該複合体の無機粒子はシリカ及び/または金属酸化物、炭酸化物、水酸化物からなる、極性溶媒の親和性が極めて高い物質により構成されている。また、その無機粒子の含有率は15〜80質量%と高く、さらに無機粒子の大きさはサブミクロンメートル〜ナノメートルオーダーと極めて小さい。 The role of the inorganic component in the organic-inorganic composite is considered as follows. The inorganic particles of the composite are composed of a substance having an extremely high affinity for a polar solvent, which is composed of silica and / or metal oxide, carbonate, or hydroxide. In addition, the content of the inorganic particles is as high as 15 to 80% by mass, and the size of the inorganic particles is extremely small, on the order of submicrometers to nanometers.
無機粒子がサブミクロンメートル〜ナノメートルオーダーであることは単位重量当たりの表面積が極めて大きい無機微粒子が無数に複合体中に存在していることを意味する。これらの無機微粒子の広い表面により強い極性溶媒への親和性が付与されることで、複合体には高い電解液保持特性が発現する。また、該複合体は無機含有率を最大で80%と極めて大きくできるため、無機微粒子の有する上記の特性を更に一層高くできる。 The fact that the inorganic particles are on the order of submicrometer to nanometer means that an infinite number of inorganic fine particles having a very large surface area per unit weight are present in the composite. By imparting a strong affinity for a polar solvent to the wide surface of these inorganic fine particles, the composite exhibits high electrolyte solution retention characteristics. In addition, since the composite can have an extremely high inorganic content of 80% at the maximum, the above-mentioned characteristics of the inorganic fine particles can be further enhanced.
特に無機材料がシリカ及び酸化アルミニウムの場合は、前述の通り無機粒子径が約10ナノメートルと極めて微小である上、該無機粒子同士が一部分で連結したネットワーク構造を形成している。この構造により該複合体は50〜150m2/gの高い比表面積(つまりは多孔質性)を有しており、さらに高い電解液保持性を持ち得る。このような構造を付与できる無機原料は前述のとおり珪酸アルカリ、アルミン酸アルカリである In particular, when the inorganic material is silica or aluminum oxide, the inorganic particle diameter is as very small as about 10 nanometers as described above, and a network structure in which the inorganic particles are partially connected is formed. With this structure, the composite has a high specific surface area (that is, porosity) of 50 to 150 m 2 / g, and can have higher electrolyte retention. As described above, inorganic raw materials that can impart such a structure are alkali silicate and alkali aluminate.
一方、電解液保持特性に対する有機成分の役割は次の通りであると考えられる。該複合体の有機成分であるポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素はそれらが高い頻度で有するアミド、ウレタン、尿素結合の高極性に由来して、ポリオレフィン等にくらべ、極めて高い極性溶媒親和性を持つ。そのため、該成分も極性溶媒の保持特性に寄与していため、前述の有機ポリマーはいずれも好適に用いることができる。また、特にパルプ形状を有している場合は有機無機複合体の繊維間に電解液を強固に保持できることにより、さらに溶媒保持量及び保持力を高めることが可能である。この形状を与えることができる原料は前述の通り有機溶媒(A)としては脂肪族ジカルボン酸の酸ハロゲン化物を水に非相溶な溶媒に溶解させた系に対し水溶液(B)として脂肪族ジアミンとを反応させた場合である。 On the other hand, it is considered that the role of the organic component with respect to the electrolyte retention property is as follows. Polyamide, polyurethane, and polyurea, which are organic components of the composite, are derived from the high polarity of amide, urethane, and urea bonds that they frequently have, and have extremely high polar solvent affinity compared to polyolefin and the like. Therefore, since the component also contributes to the retention property of the polar solvent, any of the aforementioned organic polymers can be suitably used. Moreover, especially when it has a pulp shape, it is possible to hold | maintain electrolyte solution firmly between the fibers of an organic inorganic composite, and it is possible to further raise a solvent retention amount and retention strength. As described above, the raw material capable of giving this shape is an aliphatic diamine as an aqueous solution (B) for a system in which an acid halide of an aliphatic dicarboxylic acid is dissolved in a water-incompatible solvent as the organic solvent (A). In the case of reaction.
本発明における電子絶縁性を有するセパレーターとしての特性は、有機無機複合体の有機および無機の各成分に電子伝導性を有する材料を用いなければ、問題なく発現する特性である。 The characteristics of the separator having an electronic insulating property in the present invention are characteristics that can be expressed without problems unless a material having electronic conductivity is used for each of the organic and inorganic components of the organic-inorganic composite.
無機原料としては、電子伝導性を有する酸化スズを与えうるスズ酸ナトリウム、スズ酸カリウム等のスズ酸アルカリや炭酸スズカリウムを用いて、たとえば無機成分を60質量%の高い割合にする場合には使用に注意を要するが、これ以外の無機原料はすべて問題なく用いることができる。また、有機成分がポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素のいずれの場合でも電子伝導性を有しないため、特に問題なく用いることができる。 As an inorganic raw material, for example, when using an alkali component such as sodium stannate and potassium stannate that can provide tin oxide having electronic conductivity and potassium tin carbonate, the inorganic component is made a high proportion of 60% by mass. Although attention is required for use, all other inorganic raw materials can be used without any problem. In addition, even when the organic component is polyamide, polyurethane, or polyurea, it does not have electronic conductivity, so that it can be used without any problem.
以上、表示素子の紙に近い繊維形状物より形成される白色体、電解液を保持したイオン伝導体、及び電極間セパレーターの3つの機能を有する有機無機複合体を特に好ましい組成、形状として合成しうる原料としては、有機溶媒(A)として、脂肪族ジカルボン酸の酸ハロゲン化物を水に非相溶な溶媒に溶解させた系が、水溶液(B)として脂肪族ジアミンと珪酸アルカリ及び/またはアルミン酸アルカリを溶解した系を用いることができる。また、水溶液(B)中の無機原料として亜鉛酸ナトリウム、亜鉛酸カリウム、亜テルル酸ナトリウム、亜テルル酸カリウム等のアルカリ金属複合酸化物や、炭酸亜鉛カリウム、炭酸ジルコニウムカリウム等のアルカリ金属複合炭酸化物を用いることでも本用途に好適な有機無機複合体を得ることができる。 As described above, an organic-inorganic composite having three functions of a white body formed from a fiber-shaped material close to the paper of the display element, an ionic conductor holding an electrolytic solution, and an interelectrode separator is synthesized as a particularly preferable composition and shape. Examples of the raw material include an organic solvent (A) in which an acid halide of an aliphatic dicarboxylic acid is dissolved in a solvent incompatible with water, and an aliphatic diamine and an alkali silicate and / or alumina as an aqueous solution (B). A system in which an acid alkali is dissolved can be used. Further, as inorganic raw materials in the aqueous solution (B), alkali metal composite oxides such as sodium zincate, potassium zincate, sodium tellurite and potassium tellurite, and alkali metal composite carbonates such as zinc carbonate potassium and potassium zirconium carbonate An organic-inorganic composite suitable for this application can also be obtained by using a chemical compound.
本発明での有機無機複合体の製造装置は、水溶液(B)と有機溶液(A)とを良好に接触反応させることができる製造装置であればとくに限定されず連続式、バッチ式のいずれの方式でも可能である。連続式の具体的な装置としては大平洋機工株式会社製「ファインフローミルFM−15型」、同社製「スパイラルピンミキサSPM−15型」、あるいは、インダク・マシネンバウ・ゲーエムベー(INDAG Machinenbau Gmb)社製「ダイナミックミキサDLM/S215型」などが挙げられる。バッチ式の場合は有機溶液と水溶液の接触を良好に行わせる必要があるのでプロペラ状翼、マックスブレンド翼やファウドラー翼等を持つような汎用の攪拌装置を用いることができる。 The manufacturing apparatus of the organic-inorganic composite in the present invention is not particularly limited as long as it is a manufacturing apparatus that can satisfactorily contact and react the aqueous solution (B) and the organic solution (A). It is also possible with the method. Specific equipment for the continuous type is "Fine Flow Mill FM-15" manufactured by Taihei Koki Co., Ltd., "Spiral Pin Mixer SPM-15" manufactured by the same company, or INDAG Machinenbau Gmb. "Dynamic mixer DLM / S215 type" manufactured by the company and the like can be mentioned. In the case of the batch type, since it is necessary to make good contact between the organic solution and the aqueous solution, a general-purpose stirring device having a propeller blade, a Max blend blade, a Faudler blade, or the like can be used.
水溶液(B)中の成分に脂肪族ジアミンを、有機溶液(A)中の成分に脂肪族ジカルボン酸ハロゲン化物を用いた場合には、重合操作の際に強固なゲル状物が生成する場合がある。その場合にはゲルを破砕し反応を進行させるために高い剪断力を持つミキサーを用いることが好ましく、例としてはオスタライザー(OSTERIZER)社製ブレンダーなどが挙げられる。 When an aliphatic diamine is used as the component in the aqueous solution (B) and an aliphatic dicarboxylic acid halide is used as the component in the organic solution (A), a strong gel may be generated during the polymerization operation. is there. In that case, it is preferable to use a mixer having a high shearing force for crushing the gel and advancing the reaction. Examples thereof include a blender manufactured by OSTERIZER.
有機溶液(A)と水溶液(B)とを重縮合反応させる温度は、例えば−10〜50℃の常温付近の温度範囲で十分に反応が進行する。加圧、減圧も必要としない。また、重合反応は用いるモノマー種や反応装置にもよるが通常10分以下で完結する。 As for the temperature at which the organic solution (A) and the aqueous solution (B) are subjected to a polycondensation reaction, the reaction proceeds sufficiently in a temperature range of, for example, −10 to 50 ° C. near room temperature. Neither pressurization nor decompression is required. The polymerization reaction is usually completed in 10 minutes or less although it depends on the type of monomer used and the reactor.
こうして得られた有機無機複合体に電解液を保持させることで電気化学型表示媒体とすることができる。電解液を保持させる方法としては予め調製した電解液中に有機無機複合体を導入し、十分に分散させた後に濾過する方法や、電解液を複合体層に流通させることで電解液に置換する方法等が挙げられるがこれらに限定されない。 An electrochemical display medium can be obtained by holding the electrolytic solution in the organic-inorganic composite thus obtained. As a method for retaining the electrolytic solution, an organic-inorganic composite is introduced into a pre-prepared electrolytic solution and sufficiently dispersed and then filtered, or the electrolytic solution is circulated through the composite layer to replace the electrolytic solution. Examples include, but are not limited to, methods.
本発明で用いられる有機無機複合体はすでに述べた推定機構により、電解液保持特性が極めて高いため、電解液中で該複合体を分散させて得た複合体分散液を濾過する等の簡単な操作を行うのみで4〜25倍質量の電解液を保持させたウエットケーキシートを得ることができる。また、電解液への分散も該複合体が繊維状または粉体で得られるため、汎用のバッチ式攪拌層を用いて容易に行うことができる。 The organic-inorganic composite used in the present invention has extremely high electrolytic solution retention characteristics due to the presumed mechanism described above. Therefore, it is easy to filter the composite dispersion obtained by dispersing the composite in the electrolytic solution. A wet cake sheet holding an electrolyte solution of 4 to 25 times mass can be obtained only by performing the operation. Further, since the composite can be obtained in the form of a fiber or powder, the dispersion in the electrolytic solution can be easily performed using a general-purpose batch type stirring layer.
有機無機複合体が繊維形状を有する場合には、例えば電解液に該複合体を分散させた分散液を公知慣用の方法により濾過することで、結合材を全く用いずにウエットケーキシート形状にすることが可能である。例えば分散液をステンレスやナイロン網等の濾材に通じる方法や、分散液をスプレーにより基材に噴霧する方法等が挙げられる。本方法により容易に大面積のウエットケーキシートからなる電気化学的表示媒体を製造することが出来る。また、必要とされる電解液保持性や白色度や電子絶縁性を損なわない範囲で、公知慣用の結合材を用いることができる。 When the organic-inorganic composite has a fiber shape, for example, a dispersion obtained by dispersing the composite in an electrolytic solution is filtered by a publicly known method to form a wet cake sheet without using any binder. It is possible. For example, a method of passing the dispersion liquid through a filter medium such as stainless steel or nylon mesh, a method of spraying the dispersion liquid on the substrate by spraying, and the like can be mentioned. By this method, an electrochemical display medium comprising a large-area wet cake sheet can be easily produced. Moreover, a well-known and usual binder can be used in the range which does not impair the electrolyte solution retainability, whiteness, and electronic insulation which are required.
一方、粉体形状を有する複合体を用いる場合は濾材の目開きを小さくすることや、繊維形状を有する結合材を混合することで、繊維形状の複合体と同様に濾過によりシート形状に加工することが出来る。また、複合体にポリビニールアルコール、セルロース誘導体、ポリアクリル酸等の極性溶媒により膨潤またはゲル化する結着材を、必要とされる電解液保持性や白色度や電子絶縁性を損なわない範囲で添加したのち、濾過または塗工することでウエットケーキシート形状にした電気化学的表示媒体を得ることもできる。 On the other hand, when a composite having a powder shape is used, it is processed into a sheet shape by filtration in the same manner as a fiber-shaped composite by reducing the opening of the filter medium or mixing a binder having a fiber shape. I can do it. In addition, a binder that swells or gels with a polar solvent such as polyvinyl alcohol, cellulose derivative, polyacrylic acid, etc. in the composite, within a range that does not impair the required electrolyte solution retention, whiteness, and electronic insulation. After the addition, an electrochemical display medium having a wet cake sheet shape can be obtained by filtration or coating.
電解液を保持させる工程で、有機無機複合体を高い固形分率にまで乾燥させると、有機成分の極性基に由来する水素結合により、複合体が強固に固化する場合がある。一度固化した複合体は、電解液中で再分散することが困難となり、電解液の保持量が大きく減少する上、未分散粒子の残存により均一なイオン伝導性や外観を有する電気化学型表示媒体を得ることができなくなる。そのため、重縮合反応により得られた複合体は、乾燥させることなく、ウエットケーキ状態で電解液保持操作を行うことが好ましい。好ましくは、前記複合体の固形分率が35質量%以下、更に好ましくは20質量%以下の状態のウエットケーキを用いる。このような固形分率にある複合体に電解液を保持させる含浸工程をとることにより、高い保持率で電解液を保持し且つ均一なイオン伝導性や外観を有する電気化学型表示媒体を得ることができる。 If the organic-inorganic composite is dried to a high solid content in the step of holding the electrolytic solution, the composite may be solidified solidly due to hydrogen bonds derived from the polar group of the organic component. Once the composite is solidified, it becomes difficult to re-disperse in the electrolyte, and the amount of electrolyte retained is greatly reduced. In addition, non-dispersed particles remain and the electrochemical display medium has uniform ionic conductivity and appearance. You will not be able to get. Therefore, it is preferable to perform the electrolyte solution holding operation in a wet cake state without drying the composite obtained by the polycondensation reaction. Preferably, a wet cake having a solid content of 35% by mass or less, more preferably 20% by mass or less is used. By taking the impregnation step of holding the electrolytic solution in the composite having such a solid content rate, an electrochemical display medium that holds the electrolytic solution at a high holding rate and has uniform ionic conductivity and appearance is obtained. Can do.
上記方法によって得られるウエットケーキシートは、モノマーとして、脂肪族化合物を用い、無機材料として例えばシリカや酸化アルミニウムや酸化ジルコニウムを20質量%以上含む有機無機複合体より作製した場合、光学濃度より算出した反射率が90%を超える純白色を有する。 When the wet cake sheet obtained by the above method was prepared from an organic-inorganic composite containing an aliphatic compound as a monomer and containing 20% by mass or more of silica, aluminum oxide or zirconium oxide as an inorganic material, the wet cake sheet was calculated from the optical density. It has a pure white color with a reflectance exceeding 90%.
また、上記方法で得られるウエットケーキシートは4〜25倍質量と多量の電解液を保持しているため、支持電解質を溶解させた液体に近いイオン伝導性と有している一方、電子的には絶縁性を保っている。 Moreover, since the wet cake sheet obtained by the above method holds 4 to 25 times mass and a large amount of electrolyte, it has an ionic conductivity close to that of the liquid in which the supporting electrolyte is dissolved. Keeps insulation.
本発明で用いる電解液は、支持電解質とこれを溶解させる溶媒とから構成される。本発明で用いる溶媒としては水系、非水系のどちらでもよく、水のほかに、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、2−エトキシエタノール、2−メトキシメタノール、イソプロピルアルコール、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ブチロニトリル、グルタロニトリル、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール、プロピレングリコール等の極性溶媒を例示することができる。なお、水系の場合には0℃以下での凝固を防止することで低温条件下の動作を満たすため、上記溶媒の内、水と相溶する溶媒を相溶させて用いることができる。 The electrolytic solution used in the present invention is composed of a supporting electrolyte and a solvent for dissolving the supporting electrolyte. The solvent used in the present invention may be either aqueous or non-aqueous. In addition to water, propylene carbonate, dimethyl carbonate, 2-ethoxyethanol, 2-methoxymethanol, isopropyl alcohol, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide And polar solvents such as acetonitrile, butyronitrile, glutaronitrile, dimethoxyethane, γ-butyrolactone, ethylene glycol, and propylene glycol. In the case of an aqueous system, in order to satisfy the operation under a low temperature condition by preventing solidification at 0 ° C. or lower, among the above solvents, a solvent compatible with water can be used by being dissolved.
本発明で用いる有機無機複合体の無機成分は各種の材料を選択することができる一方、有機成分はポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素に限定されている。これら有機ポリマーの屈折率は1.5近辺であるため、複合体を構成する有機ポリマーとの屈折率差が高い電解液を用いると、電解液の浸漬による該複合体の白色度の低下を最小限に抑え、より高い白色度を維持した表示媒体とすることができる。有機ポリマーがポリアミド6.6である場合は該ポリマーの屈折率は1.53であるため、好ましくは1.40以下の屈折率の溶媒、さらに好ましくは1.38以下の溶媒を用いる。このような溶媒としては水、アセトニトリル、メタノール、エタノール、アセトニトリル、2−エトキシエタノール、2−メトキシメタノール、イソプロピルアルコール等やこれらの混合物を例示することができる。 While various materials can be selected as the inorganic component of the organic-inorganic composite used in the present invention, the organic component is limited to polyamide, polyurethane, and polyurea. Since the refractive index of these organic polymers is around 1.5, when using an electrolytic solution having a high refractive index difference from the organic polymer constituting the composite, the decrease in whiteness of the composite due to immersion of the electrolytic solution is minimized. It is possible to obtain a display medium that is suppressed to the limit and maintains higher whiteness. When the organic polymer is polyamide 6.6, the refractive index of the polymer is 1.53. Therefore, a solvent having a refractive index of 1.40 or less, more preferably a solvent of 1.38 or less is used. Examples of such a solvent include water, acetonitrile, methanol, ethanol, acetonitrile, 2-ethoxyethanol, 2-methoxymethanol, isopropyl alcohol, and the like, and mixtures thereof.
電解液を構成する支持電解質としては、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、過塩素酸リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウム、ホウフッ化リチウム等のリチウム塩、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属、テトラブチルアンモニウムブロマイド、テトラブチルアンモニウムクロリド、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化とトラブチルアンモニウム等のアンモニウム塩等を例示することができる。 The supporting electrolyte constituting the electrolyte includes lithium salts such as lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium perchlorate, lithium nitrate, lithium sulfate, lithium borofluoride, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide Examples thereof include alkali metal halides such as potassium chloride, potassium bromide, potassium iodide, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium chloride, tetraethylammonium borofluoride, ammonium salts such as borofluoride and trabutylammonium, and the like. .
本発明で用いる電極は視面側に位置するものは透明である必要がある。これらとしては、現在最も広く用いられているITO(インジウムスズ酸化物)の他にATO(アンチモンスズ酸化物)、TO(酸化スズ)、ZO(酸化亜鉛)、IZO(インジウム亜鉛酸化物)、FTO(フッ素スズ酸化物)等を例示することができる。一方、透明電極と対向する電極は必ずしも透明である必要はない、そのため上記金属酸化物の他、電気化学的に安定な金属類、たとえば、白金、金、コバルト、パラジウム等や炭素材料を用いることもできる。 The electrode used in the present invention must be transparent if it is located on the viewing side. These include ATO (antimony tin oxide), TO (tin oxide), ZO (zinc oxide), IZO (indium zinc oxide), FTO in addition to ITO (indium tin oxide), which is currently most widely used. (Fluorine tin oxide) etc. can be illustrated. On the other hand, the electrode facing the transparent electrode does not necessarily need to be transparent. Therefore, in addition to the above metal oxide, an electrochemically stable metal such as platinum, gold, cobalt, palladium, or a carbon material should be used. You can also.
本発明で用いる基材としては、視面側に用いる材料については表面が平滑で、光の透過率が高く、上記電極を設置できるものであれば特に限定されない。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリカーボネートなどのプラスチックシートやガラス板などを挙げることができる。視面の反対側に用いる基材の場合は、光透過率が高い必要もない。 The base material used in the present invention is not particularly limited as long as the material used on the viewing surface side has a smooth surface, high light transmittance, and the electrode can be installed. Specific examples include plastic sheets such as polyethylene terephthalate, polyester, and polycarbonate, and glass plates. In the case of the base material used on the opposite side of the viewing surface, the light transmittance need not be high.
本発明の電気化学型表示素子における消着色部の導入形式としては2つの方式を挙げることができる。第一の方式としては、電気化学的な酸化還元により変色する発色剤を電解液中に予め溶解させておき、これを本発明の電気化学型表示媒体中に含有させ、電気の印加により電極上で析出させることで着色し、溶解させることで消色する材料を用いる方式である。 There are two methods for introducing the decolored portion in the electrochemical display device of the present invention. As a first method, a color former that changes color by electrochemical oxidation-reduction is dissolved in an electrolytic solution in advance, and this is contained in the electrochemical display medium of the present invention. This is a method using a material that is colored by being precipitated and decolored by being dissolved.
第二の方式としては電気化学的な酸化レベル、還元レベルを変化させることにより発色、消色する材料層を本発明の電気化学型表示素子の視面側の電極上に形成しておく方式である The second method is a method in which a material layer that develops and decolors by changing the electrochemical oxidation level and reduction level is formed on the viewing-side electrode of the electrochemical display element of the present invention. is there
前記のうち第一の方式では発色剤を電解液中に溶解状態で共存させ得る、有機化合物および金属化合物を用いることができる。発色剤として用いられる有機化合物としてはベンゾキノン、ナフサキノン、アントラキノン、ジフェノキノン、ジフェニルキノン、ジベンゾアントラキノン、ビオラントロン、イソビオラントロン、ピラントロン等の有機キノン類を例示することができる。これら有機キノン類は電極に駆動電圧を印加することにより、還元され各化合物特有の着色状態を作り出す。また、発色剤として用いられる金属化合物としては、銀、ビスマス、銅、鉄、クロム、ニッケル等のハロゲン化物、硫化物、硝酸塩、過ハロゲン酸塩等を例示することがきる。これらの化合物を電解液中に溶解させることにより、各金属はイオン化するため、該電解液を発色剤として用いることができる。たとえば、銀化合物を溶解させた電解液を用いた場合には、電極に駆動電圧を印加すると、Ag++e−→Agの還元反応が陰極側で生じて、このAg析出物により電極上が黒色に変化する。上記金属のうちビスマス、銀が、電解液に溶解させた状態でほぼ透明である上に、析出物の色が濃く、消着色の可逆反応が良好であることより特に好ましく用いられる。これら発色剤を電解液中に溶解状態で共存させた表示装置の表示素子の構成を図1に示す。 Among the above, in the first method, an organic compound and a metal compound that can coexist in a dissolved state in the electrolyte can be used. Examples of the organic compound used as the color former include organic quinones such as benzoquinone, naphthaquinone, anthraquinone, diphenoquinone, diphenylquinone, dibenzoanthraquinone, violanthrone, isoviolanthrone, and pyranthrone. These organic quinones are reduced by applying a driving voltage to the electrodes to produce a colored state peculiar to each compound. Examples of the metal compound used as the color former include halides such as silver, bismuth, copper, iron, chromium and nickel, sulfides, nitrates, perhalogenates and the like. By dissolving these compounds in the electrolytic solution, each metal is ionized, so that the electrolytic solution can be used as a color former. For example, when an electrolytic solution in which a silver compound is dissolved is used, when a driving voltage is applied to the electrode, a reduction reaction of Ag + + e − → Ag occurs on the cathode side, and the Ag deposit causes the black color on the electrode. To change. Among the above metals, bismuth and silver are particularly preferably used because they are almost transparent in a state dissolved in an electrolyte solution, and the precipitate has a deep color and a good decoloring reversible reaction. FIG. 1 shows the structure of a display element of a display device in which these color formers are coexisted in an electrolyte solution.
図1の上部側を視面とすると、1は発色剤と支持電解質を含有する電解液を保持した有機無機複合体ウエットケーキ、2はガラスやプラスチック等の透明基材、3はITO等の透明電極、4は対向電極、5は封止剤、6は対向基材である。 When the upper side of FIG. 1 is viewed, 1 is an organic-inorganic composite wet cake holding an electrolytic solution containing a color former and a supporting electrolyte, 2 is a transparent substrate such as glass or plastic, and 3 is transparent such as ITO. Electrode, 4 is a counter electrode, 5 is a sealant, and 6 is a counter substrate.
前記のうち第二の方式では、電極を有する2枚の基板を、該電極を内側にして相対向させた基板の一方の透明電極上に、電気化学的な酸化もしくは還元により変色する材料層を形成した表示素子によって表示を行う。本方式では電極と接した材料層として有機化合物および金属化合物を用いることができる。材料層を構成する有機化合物としては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアズレン、ポリチオフェン、ポリインドール、及びポリカルバゾール等の高分子化合物を例示することができるが、特にポリピロールが析出物の色が濃く、消着色の可逆反応が良好であることより好ましく用いられる。また、材料層を構成する無機化合物としては、WO3、MoO3、V2O5、Nb2O5、TiO2、NiO、Cr2O3、MnO2、CoO及びIrO2等を例示することができる。本方式ではこれら消着色が生じる材料層が前記基板の一方の透明電極上に形成されている必要がある。材料層として有機化合物を用いる場合には、上記高分子化合物の原料モノマーを電解重合もしくは化学的重合することにより、該層を透明電極上に製膜することができる。金属化合物を用いる場合には、真空蒸着法、電子ビーム真空蒸着法、スパッタリング法等の公知の方法で製膜することができる。これらの表示装置の表示素子の構成を図2に示す。 In the second method, a material layer that changes color by electrochemical oxidation or reduction is formed on one transparent electrode of two substrates having electrodes facing each other with the electrodes facing inside. Display is performed by the formed display element. In this method, an organic compound and a metal compound can be used as a material layer in contact with the electrode. Examples of the organic compound constituting the material layer include high molecular compounds such as polypyrrole, polyaniline, polyazulene, polythiophene, polyindole, and polycarbazole. In particular, polypyrrole has a dark precipitate color and is decolorized. It is preferably used because of its good reversible reaction. Examples of the inorganic compound constituting the material layer include WO3, MoO3, V2O5, Nb2O5, TiO2, NiO, Cr2O3, MnO2, CoO, and IrO2. In this method, it is necessary that a material layer causing such decoloring is formed on one transparent electrode of the substrate. When an organic compound is used as the material layer, the layer can be formed on the transparent electrode by electrolytic polymerization or chemical polymerization of the raw material monomer of the polymer compound. When a metal compound is used, it can be formed by a known method such as a vacuum deposition method, an electron beam vacuum deposition method, or a sputtering method. The structure of the display element of these display devices is shown in FIG.
また、前記第一の方法で例示した各種材料を、支持電解質や溶媒とともに、各種結着樹脂に混合した着色剤含有液体やゲル状物を透明電極上に塗布することによっても、図2と同様な表示素子を作製することができる。この場合は塗工法、スピンコート法等により着色層を設置することができる。 Similar to FIG. 2, the various materials exemplified in the first method may be coated on the transparent electrode with a colorant-containing liquid or a gel material mixed with various binder resins together with the supporting electrolyte and the solvent. A display device can be manufactured. In this case, the colored layer can be provided by a coating method, a spin coating method, or the like.
図2の上部側を視面とすると、2はガラスやプラスチック等の透明基材、3はITO等の透明電極、4は対向電極、5は封止剤、6は対向基材、7は材料層、8は支持電解質を含有する電解液を保持した有機無機複合体ウエットケーキである。
2 is a transparent substrate such as glass or plastic, 3 is a transparent electrode such as ITO, 4 is a counter electrode, 5 is a sealant, 6 is a counter substrate, and 7 is a material.
図1及び図2で示された表示素子に電源部、回路部や必要に応じてシール層、筐体等を設けることにより、表示装置とすることができる。 A display device can be obtained by providing the display element shown in FIGS. 1 and 2 with a power supply portion, a circuit portion, a seal layer, a housing, and the like as necessary.
以下に実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。特に断らない限り、「部」は「質量部」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass”.
(製造例1:シリカ/ポリアミド有機無機複合体の合成)
イオン交換水81.1部に1,6−ジアミノヘキサン1.58部、水ガラス3号9.18部を加え、25℃で15分間攪拌し、均質透明な水溶液(B)を得た。室温下でこの水溶液をオスタライザー社製ブレンダー瓶中に仕込み、毎分10000回転で攪拌しながら、アジポイルクロライド2.49部をトルエン44.4部に溶解させた有機溶液(A)を20秒かけて滴下した。生成したゲル状物をスパチュラで砕き、さらに毎分10000回転で40秒間攪拌した。この操作で得られたパルプ状の生成物が分散した液を、直径90mmのヌッチェを用い目開き4μmのろ紙上で減圧濾過した。ヌッチェ上の生成物をメタノール100部に分散させスターラーで30分間攪拌し減圧濾過することで洗浄処理を行った。引き続き同様な洗浄操作を蒸留水100部を用いて行い減圧濾過することで、純白色のシリカ/ポリアミド有機無機複合体ウエットケーキ(ウエットケーキ(1))を得た。
(Production Example 1: Synthesis of silica / polyamide organic-inorganic composite)
1.58 parts of 1,6-diaminohexane and 9.18 parts of water glass No. 3 were added to 81.1 parts of ion-exchanged water and stirred at 25 ° C. for 15 minutes to obtain a homogeneous transparent aqueous solution (B). This aqueous solution was charged into a blender bottle manufactured by Osterizer at room temperature, and an organic solution (A) in which 2.49 parts of adipoyl chloride was dissolved in 44.4 parts of toluene was stirred for 20 seconds while stirring at 10,000 rpm. It was dripped over. The generated gel was crushed with a spatula and further stirred at 10,000 rpm for 40 seconds. The liquid in which the pulp-like product obtained by this operation was dispersed was filtered under reduced pressure on a filter paper having a mesh size of 4 μm using a Nutsche having a diameter of 90 mm. The product on Nutsche was dispersed in 100 parts of methanol, stirred for 30 minutes with a stirrer, and filtered under reduced pressure for washing treatment. Subsequently, the same washing operation was performed using 100 parts of distilled water and filtration under reduced pressure to obtain a pure white silica / polyamide organic-inorganic composite wet cake (wet cake (1)).
(製造例2:酸化アルミニウム/ポリアミド有機無機複合体の合成)
水溶液(B)としてイオン交換水81.1部に1,6−ジアミノヘキサン1.58部、アルミン酸ナトリウム(Na2O/Al2O3モル比=1.3)2.26部を入れ、室温で15分間攪拌し、均質透明な水溶液(B)を得た以外は製造例1に記載した方法と同様にして、純白色の酸化アルミニウム/ポリアミド有機無機複合体ウエットケーキ(ウエットケーキ(2))を得た
(Production Example 2: Synthesis of aluminum oxide / polyamide organic-inorganic composite)
As an aqueous solution (B), 1.58 parts of 1,6-diaminohexane and 2.26 parts of sodium aluminate (Na2O / Al2O3 molar ratio = 1.3) are placed in 81.1 parts of ion-exchanged water and stirred at room temperature for 15 minutes. Then, a pure white aluminum oxide / polyamide organic-inorganic composite wet cake (wet cake (2)) was obtained in the same manner as described in Production Example 1 except that a homogeneous transparent aqueous solution (B) was obtained.
(製造例3:酸化ジルコニウム/ポリアミド複合体)
水溶液(B)としてイオン交換水38.5部に1,6−ジアミノヘキサン1.58部と炭酸ジルコニウムカリウム(K2[Zr(OH)2(CO3)2])3.79部を入れ攪拌して得られた均質溶液を用いた以外は、製造例1に記載した方法と同様にして、純白色の酸化ジルコニウム/ポリアミド有機無機複合体ウエットケーキ(ウエットケーキ(3))を得た。
(Production Example 3: Zirconium oxide / polyamide composite)
As an aqueous solution (B), 1.58 parts of 1,6-diaminohexane and 3.79 parts of potassium zirconium carbonate (K2 [Zr (OH) 2 (CO3) 2]) were added to 38.5 parts of ion-exchanged water and stirred. A pure white zirconium oxide / polyamide organic-inorganic composite wet cake (wet cake (3)) was obtained in the same manner as described in Production Example 1 except that the obtained homogeneous solution was used.
(製造例4:無機材料を含まないポリアミドの合成)
水溶液(B)に水ガラス3号を含まない代わりに水酸化ナトリウム1.18部を加えた以外は、製造例1のシリカ/ポリアミド有機無機複合体の合成と同一の処方、操作で無機材料を一切含まないポリアミドの合成を行った。本操作により半透明のポリアミドウエットケーキ(ウエットケーキ(4))を得た
(Production Example 4: Synthesis of polyamide containing no inorganic material)
An inorganic material was prepared by the same formulation and operation as the synthesis of the silica / polyamide organic-inorganic composite of Production Example 1 except that 1.18 parts of sodium hydroxide was added to the aqueous solution (B) instead of not containing water glass No. 3. Polyamide was synthesized without any inclusion. By this operation, a translucent polyamide wet cake (wet cake (4)) was obtained.
(製造例5:各材料の不織布の作製)
製造例1〜4で得られたウエットケーキ(1)〜(4)を、蒸留水に0.2g/dLの濃度に分散させた分散液200gを直径55mmのヌッチェを用い目開き4μmのろ紙上で減圧濾過した。得られたケーキを170℃、5MPa/cm2、の条件で2分間熱プレスを行い不織布を作製した。得られた不織布は柔軟性に富むものであり、無機材料を含有するものでも、折り曲げても粒子の脱落は一切なかった。
(Production Example 5: Production of nonwoven fabric of each material)
On a filter paper having a mesh size of 4 μm using a Nutsche having a diameter of 55 mm, 200 g of a dispersion obtained by dispersing the wet cakes (1) to (4) obtained in Production Examples 1 to 4 in distilled water at a concentration of 0.2 g / dL. And filtered under reduced pressure. The obtained cake was hot-pressed at 170 ° C. and 5 MPa / cm 2 for 2 minutes to prepare a nonwoven fabric. The obtained non-woven fabric was rich in flexibility, and even if it contained an inorganic material or was bent, no particles dropped off.
(製造例6:発色剤と支持電解質を有する電解液の作製)
溶媒としてアセトニトリル4.0部と水4.0部との混合溶媒を調製した。該溶媒に発色剤として過塩素酸銀0.2部を、支持電解質として過塩素酸リチウム2.0部を溶解して均質な透明液を得ることにより、発色剤を有する電解液を作製した。
(Production Example 6: Production of electrolyte solution having color former and supporting electrolyte)
As a solvent, a mixed solvent of 4.0 parts of acetonitrile and 4.0 parts of water was prepared. By dissolving 0.2 parts of silver perchlorate as a color former and 2.0 parts of lithium perchlorate as a supporting electrolyte in the solvent to obtain a homogeneous transparent liquid, an electrolyte solution having a color former was prepared.
<有機無機複合体及びポリアミドの材料特性の評価>
(1)無機成分含有率(灰分)の測定法
各材料に含まれる無機成分の含有率の測定法は以下の通りである。
各材料を絶乾後に精秤(複合体質量)し、これを空気中、600℃で3時間焼成しポリマー成分を完全に焼失させ、焼成後の質量を測定し灰分質量(=無機成分質量)とした。下式により無機分含有率を算出した。
無機成分含有率(質量%)=(灰分質量/複合体質量)×100
<Evaluation of material properties of organic-inorganic composite and polyamide>
(1) Measuring method of inorganic component content rate (ash content) The measuring method of the content rate of the inorganic component contained in each material is as follows.
After each material is completely dried, it is precisely weighed (composite mass), calcined in air at 600 ° C. for 3 hours to completely burn off the polymer component, and the mass after firing is measured to measure the mass of ash (= inorganic component mass). It was. The inorganic content was calculated according to the following formula.
Inorganic component content (mass%) = (ash content / composite mass) × 100
(2)有機無機複合体中の金属化合物種の検証 (FP法)
不織布を3cm角に切り出し、これを開口部が直径20mmの測定用ホルダーにセットし測定用試料とした。該試料を理化学電気工業株式会社製蛍光X線分析装置「ZSX100e」を用いて全元素分析を行った。得られた全元素分析の結果を用い、測定用試料の試料データ(与えたデータは、試料形状;フィルム、化合物種;酸化物、補正成分;セルロース、実測した試料の面積当たりの質量値)を装置に与えることにより、FP法(Fundamental Parameter法;試料の均一性、表面平滑性を仮定し装置内の定数を用いて補正を行い成分の定量を行う方法)にて該複合体中の元素存在割合を算出した。また、FP法から算出した無機成分量は、(1)の灰分測定法より算出した値と良い一致を示した。この値から、目的とする無機成分(原料に水ガラスを用いた場合はシリカが、アルミン酸ナトリウムを用いた場合は酸化アルミニウム、炭酸ジルコニウムカリウムを用いた場合は酸化ジルコニウム)が有機無機複合体中に大量に(40質量%以上)存在していることが検証できた。
(2) Verification of metal compound species in organic-inorganic composites (FP method)
A non-woven fabric was cut into 3 cm square, and this was set in a measurement holder having an opening of 20 mm in diameter to obtain a measurement sample. The sample was subjected to total elemental analysis using a fluorescent X-ray analyzer “ZSX100e” manufactured by RIKEN ELECTRIC CO., LTD. Using the obtained results of total elemental analysis, the sample data of the sample for measurement (the data given is sample shape; film, compound type; oxide, correction component: cellulose, mass value per area of the measured sample) Presence of elements in the complex by the FP method (Fundamental Parameter method; a method in which sample uniformity and surface smoothness are assumed and correction is performed using constants in the device to determine the components) The percentage was calculated. Moreover, the amount of inorganic components calculated from the FP method showed good agreement with the value calculated from the ash content measuring method of (1). From this value, the target inorganic component (silica when water glass is used as raw material, aluminum oxide when sodium aluminate is used, zirconium oxide when potassium zirconium carbonate is used) is contained in the organic-inorganic composite. It was verified that a large amount (40% by mass or more) was present.
また、本測定ではアルカリ金属(ナトリウム)はいずれの実施例、比較例とも0.03質量%以下しか検出されず、本発明でのポリマーの重縮合および無機原料からのアルカリ金属除去及び無機材料の固体化反応が予測された反応機構のとおり行われていることが明らかとなった。 In this measurement, alkali metal (sodium) was detected only in an amount of 0.03% by mass or less in any of the examples and comparative examples. Polymer polycondensation in the present invention, alkali metal removal from inorganic raw materials, and inorganic material It was revealed that the solidification reaction was carried out according to the predicted reaction mechanism.
(3)有機無機複合体中の無機成分の粒径測定および分散状態の観察
有機無機複合体を170℃、20MPa/cm2、の条件で2時間熱プレスを行い、厚さ約1mmの有機無機複合体からなる薄片を得た。これをマイクロトームを用いて厚さ75nmの超薄切片とした。得られた切片を日本電子社製透過型電子顕微鏡「JEM−200CX」にて100000倍の倍率で観察した。無機成分は暗色の像として、明るい有機ポリマーに微分散しているのが観察された。100個の無機粒子の粒径を測定し、その平均値を無機成分平均粒径とした。本観察ではシリカ/ポリアミド複合体では約10nmの
無機成分(シリカ)は網目状、すなわち3次元的にネットワークを形成しポリアミド中に微分散しているのが観察された。酸化アルミニウム/ポリアミド有機無機複合体では約10nmの酸化アルミニウムが層状、すなわち2次元的にネットワークを形成しポリアミド中に微分散しているのが観察された。一方、酸化ジルコニウム/ポリアミド有機無機複合体では、850nm近辺の酸化ジルコニウム粒子の各々の粒子が独立して分散しているのが観察された。
(3) Measurement of particle size of inorganic component in organic-inorganic composite and observation of dispersion state The organic-inorganic composite was hot-pressed for 2 hours under the conditions of 170 ° C. and 20 MPa / cm 2 , and the organic-inorganic composite having a thickness of about 1 mm. A flake consisting of the composite was obtained. This was made into an ultrathin section having a thickness of 75 nm using a microtome. The obtained section was observed with a transmission electron microscope “JEM-200CX” manufactured by JEOL Ltd. at a magnification of 100,000. It was observed that the inorganic component was finely dispersed in a bright organic polymer as a dark image. The particle diameter of 100 inorganic particles was measured, and the average value was defined as the inorganic component average particle diameter. In this observation, it was observed that in the silica / polyamide composite, the inorganic component (silica) of about 10 nm was network-like, that is, a three-dimensional network was formed and finely dispersed in the polyamide. In the aluminum oxide / polyamide organic-inorganic composite, it was observed that about 10 nm of aluminum oxide was layered, that is, formed in a two-dimensional network and finely dispersed in the polyamide. On the other hand, in the zirconium oxide / polyamide organic-inorganic composite, it was observed that each of the zirconium oxide particles in the vicinity of 850 nm was dispersed independently.
(4)電解液を保持率したウエットケーキシート表示媒体の作製
得られた各種ウエットケーキの重量測定後(湿潤重量)、150℃で2時間乾燥させ、重量を測定した(乾燥重量)。これらの数値より、ウエットケーキの固形分率を下式により算出した。
固形分率(質量%)=(乾燥重量/湿潤重量)×100
この固形分率より、試料固形分が0.3gになるように算出した各々のウエットケーキを、予め作製した電解液10g中で室温下で10分間攪拌し分散させた後、4μmのろ紙上で5分間、0.02MPaで減圧濾過することで、ウエットケーキシート型表示媒体を作製した。
(4) Production of Wet Cake Sheet Display Medium Retaining Electrolyte Solution After measuring the weight of each of the obtained wet cakes (wet weight), it was dried at 150 ° C. for 2 hours, and the weight was measured (dry weight). From these numerical values, the solid content ratio of the wet cake was calculated by the following equation.
Solid fraction (mass%) = (dry weight / wet weight) × 100
Each wet cake calculated so that the solid content of the sample was 0.3 g from this solid content ratio was stirred and dispersed in 10 g of an electrolyte prepared in advance at room temperature for 10 minutes, and then on a 4 μm filter paper. A wet cake sheet type display medium was produced by filtering under reduced pressure at 0.02 MPa for 5 minutes.
(5)複合体重量に対する電解液保持量の測定
(4)と同一の操作を行い、減圧濾過後のウエットケーキの重量を測定し、複合体が自重の何倍の電解液を保持しているかを算出した。
電解液保持量(倍)=(ウエットケーキの重量−0.3)/0.3
この状態のウエットケーキシートを板ガラスで挟持し、圧縮しても電解液の漏洩は一切観察されなかった。
(5) Measurement of electrolyte holding amount with respect to weight of complex Perform the same operation as (4), measure the weight of wet cake after filtration under reduced pressure, and how many times the complex holds the electrolyte. Was calculated.
Electrolyte retention amount (times) = (weight of wet cake−0.3) /0.3
Even when the wet cake sheet in this state was sandwiched between plate glasses and compressed, no leakage of the electrolyte solution was observed.
(6)空気中でのウエットケーキシートの反射率の測定及び算出
(4)の方法により作製した約400μm厚のウエットケーキシートを標準黒色板上に設置して、光学濃度値(OD値)を反射濃度計マクベスRD−918を用いて測定し、測定値より下記式に基づいてウエットケーキシートの反射率を算出した。
反射率(%)=10−(OD値)×100
(6) Measurement and calculation of reflectivity of wet cake sheet in air Place a wet cake sheet of about 400 μm thickness prepared by the method of (4) on a standard black plate, and set the optical density value (OD value). Measurement was performed using a reflection densitometer Macbeth RD-918, and the reflectance of the wet cake sheet was calculated from the measured value based on the following formula.
Reflectance (%) = 10− (OD value) × 100
製造例1〜4で得られた有機無機複合体および無機材料を含まないポリアミドについて、以下の項目の測定、あるいは試験を行い、得られた結果を表1に示した。 For the polyamides not containing the organic-inorganic composites and inorganic materials obtained in Production Examples 1 to 4, the following items were measured or tested, and the results obtained are shown in Table 1.
<表示装置の表示特性評価>
(実施例用の表示素子及び装置の作製)
(実施例1)シリカ/ポリアミド複合体のウエットケーキシートを表示媒体に使用
製造例1で合成したシリカ/ポリアミド有機無機複合体の固形分率14質量%のウエットケーキ(1)2.14gを、製造例6に記載の方法により作製した電解液10g中で室温下で10分間攪拌し分散させた。本操作により、均一な複合体分散液が得られた、該分散液を4μmのろ紙上で5分間、0.02MPaで減圧濾過した。得られたウエットケーキシートを、再度、1回目と同様な処理により電解液中で分散した後、減圧濾過することで、ウエットケーキシート型表示媒体を作製した。該表示媒体の両面をガラス基板を有するITO電極(表面抵抗10Ω/□)で電極面が内側になるように500μm厚で挟み込み、周囲をエポキシ樹脂により封止することで、表示素子を作製した。該表示素子のITO電極をファンクションジェネレーター付きの電源に接続することにより、表示装置を作製した。
(実施例2)酸化アルミニウム/ポリアミド複合体のウエットケーキシートを表示媒体に使用
製造例2で合成した酸化アルミニウム/ポリアミド有機無機複合体の固形分率17質量%のウエットケーキ(2)を1・76g用いた以外は、実施例1と同様な方法で表示媒体を作製した。また、同様な方法で表示素子及び表示装置を作製した。
(実施例3)酸化ジルコニウム/ポリアミド複合体のウエットケーキシートを表示媒体に使用
製造例3で合成した酸化ジルコニウム/ポリアミド有機無機複合体の固形分率16質量%のウエットケーキ(3)を1.88g用いた以外は、実施例1と同様な方法で表示媒体を作製した。また、同様な方法で表示素子及び表示装置を作製した。
<Display characteristics evaluation of display device>
(Production of display element and device for example)
(Example 1) Using a wet cake sheet of silica / polyamide composite as a display medium 2.14 g of wet cake (1) having a solid content of 14% by mass of the silica / polyamide organic-inorganic composite synthesized in Production Example 1 The mixture was stirred and dispersed in 10 g of an electrolytic solution prepared by the method described in Production Example 6 at room temperature for 10 minutes. By this operation, a uniform composite dispersion was obtained. The dispersion was filtered under reduced pressure at 0.02 MPa for 5 minutes on 4 μm filter paper. The obtained wet cake sheet was again dispersed in the electrolytic solution by the same treatment as the first time, and then filtered under reduced pressure to prepare a wet cake sheet type display medium. A display element was fabricated by sandwiching both sides of the display medium with ITO electrodes having a glass substrate (surface resistance: 10Ω / □) with a thickness of 500 μm so that the electrode surface is inside, and sealing the periphery with an epoxy resin. A display device was produced by connecting the ITO electrode of the display element to a power source with a function generator.
Example 2 Using a wet cake sheet of aluminum oxide / polyamide composite as a display medium A wet cake (2) having a solid content of 17% by mass of the aluminum oxide / polyamide organic-inorganic composite synthesized in Production Example 2 was A display medium was produced in the same manner as in Example 1 except that 76 g was used. In addition, a display element and a display device were manufactured by the same method.
Example 3 Using a wet cake sheet of zirconium oxide / polyamide composite as a display medium 1. A wet cake (3) having a solid content of 16% by mass of the zirconium oxide / polyamide organic-inorganic composite synthesized in Production Example 3 was obtained. A display medium was produced in the same manner as in Example 1 except that 88 g was used. In addition, a display element and a display device were manufactured by the same method.
(比較例用の表示素子及び装置の作製)
(比較例1)
表示媒体用材料として、有機無機複合体の代わりに無機成分を有しないポリアミドの固形分率25質量%のウエットケーキ(4)を1.20g用いた以外は実施例1と同様な方法で表示媒体を作製した。また、同様な方法で表示素子及び表示装置を作製した。
(比較例2)
表示素子の材料として、有機無機複合体の代わりに500μm厚になるように重ねあわせた上質紙を用いた以外は実施例と同様な表示装置を作製した。
(比較例3)
電極間に有機無機複合体等の材料を入れずに電解液のみ封入し、図1中の対向基材6の下方(視面とは逆側)に実施例1で用いたシリカ/ポリアミド複合体ウエットケーキシートを設置した以外は実施例と同様な方法で表示装置を作製した。
(比較例4)
特許文献3の実施例4に従って、高分子固体電解質としてポリフッ化ビニリデンクロライド、LiBF4、AgClO4の混同物を用いて、エレクトロデポジション型表示装置を作製した。
(Production of display element and device for comparative example)
(Comparative Example 1)
The display medium was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.20 g of a wet cake (4) having a solid content of 25% by mass of polyamide having no inorganic component was used instead of the organic-inorganic composite as the display medium material. Was made. In addition, a display element and a display device were manufactured by the same method.
(Comparative Example 2)
A display device similar to that of the example was manufactured except that, as a material for the display element, high-quality paper superposed so as to have a thickness of 500 μm was used instead of the organic-inorganic composite.
(Comparative Example 3)
The silica / polyamide composite used in Example 1 was sealed below the
(Comparative Example 4)
According to Example 4 of
(表示装置の白反射率の測定、算出)
上記の各実施例及び比較例として作製した表示装置を標準黒色板上に設置して、電圧を印加しない状態での光学濃度値(OD値)を反射濃度計マクベスRD−918により測定し、前述のウエットケーキシートの反射率と同様な方法で白反射率を算出した。
(Measurement and calculation of white reflectance of display device)
The display devices prepared as the above examples and comparative examples were placed on a standard black plate, and the optical density value (OD value) in a state where no voltage was applied was measured with a reflection densitometer Macbeth RD-918. The white reflectance was calculated by the same method as the reflectance of the wet cake sheet.
(質感の観察)
表示装置白反射率を測定した状態での各実施例、比較例での表示部の質感を上質紙にどれだけ近いかという観点から目視により3段階で判定を行った。○は上質紙に近い、△はやや上質紙に近い、×は上質紙とは明らかに異なることを意味する。
(Observation of texture)
From the viewpoint of how close the texture of the display part in each of the Examples and Comparative Examples in the state where the white reflectance of the display device was measured was judged visually in three stages. ○ means close to high-quality paper, Δ means slightly close to high-quality paper, and x means clearly different from high-quality paper.
(コントラストの測定、算出)
表示装置に−1.5V/mmの電界を10秒間連続印加した。これにより、表示装置の視面側は銀が析出することで黒色に変化した。この状態で電界の印加を停止し、得られた黒色表示装置の反射率(黒反射率)を、前述の白反射率と同様な方法で測定、算出した。得られた黒反射率と白反射率とを比で表し、この比をコントラストとした。
(Contrast measurement and calculation)
An electric field of −1.5 V / mm was continuously applied to the display device for 10 seconds. Thereby, the visual surface side of the display device was changed to black by the deposition of silver. In this state, application of the electric field was stopped, and the reflectance (black reflectance) of the obtained black display device was measured and calculated in the same manner as the white reflectance described above. The obtained black reflectance and white reflectance were expressed as a ratio, and this ratio was defined as contrast.
得られた表示装置の表示特性の評価結果を表2にまとめた。 Table 2 summarizes the evaluation results of the display characteristics of the obtained display device.
表2に示したとおり、本発明による表示媒体を用いて作製した表示装置は白反射率が高く、紙の質感に近く、高いコントラストを有することが分かる。加えて、有機無機複合体内に自重の5倍以上の量で保持された電解液を電解質として用いているため、表示媒体として高分子固体電解質を用いている比較例4に比べ、消着色速度(応答性)や着色時の黒色度にも優れた。比較例1,2では素子内部の部材が十分な電解液保持力を持たないため、電解液内のイオン移動が十分に生じないことに起因して装置表示面全面にわたる均一な消着色がスムーズに生じず、コントラスト比が他に比べて低かった。また、比較例3では複合体ウエットケーキシートが元来有する高い反射率は、複合体の前面の2枚のガラス基材、2層のITO電極や電解液を、入射光が往復で通過することで大きく減衰した。また、比較例1〜3では素子内で電解液が十分に保持されていないため、仮に素子の破損が生じた場合には電解液が漏洩することが推測された。 As shown in Table 2, it can be seen that the display device manufactured using the display medium according to the present invention has high white reflectance, close to the texture of paper, and high contrast. In addition, since the electrolytic solution held in the organic-inorganic composite in an amount of 5 times or more of its own weight is used as the electrolyte, the decolorization rate (as compared with Comparative Example 4 using the solid polymer electrolyte as the display medium) Responsiveness) and excellent blackness during coloring. In Comparative Examples 1 and 2, since the member inside the element does not have sufficient electrolytic solution holding power, uniform decolorization over the entire display surface of the device is smoothly caused due to insufficient ion movement in the electrolytic solution. It did not occur and the contrast ratio was lower than the others. In Comparative Example 3, the high reflectance inherent to the composite wet cake sheet is that the incident light passes back and forth through the two glass substrates on the front surface of the composite, the two ITO electrodes, and the electrolyte. It attenuated greatly at. Moreover, in Comparative Examples 1-3, since electrolyte solution was not fully hold | maintained in the element, when damage | damage of an element generate | occur | produced, it was estimated that electrolyte solution leaks.
また、表2の実施例1〜3で示された有機無機複合体の表示媒体としての優れた特性は、サブミクロン〜ナノサイズの無機材料が有機材料中に分散していること(表1参照)が、表示特性に重要な白色度及び電解液保持量に大きく寄与しており、この特性はポリアミド単独ではなしえないことが示された。 Moreover, the outstanding characteristic as a display medium of the organic-inorganic composite shown by Examples 1-3 of Table 2 is that the inorganic material of submicron-nano size is disperse | distributing in the organic material (refer Table 1). ) Greatly contributed to the whiteness and the electrolyte retention amount, which are important for display characteristics, and it was shown that this characteristic cannot be achieved by polyamide alone.
本発明は、視認性、質感がきわめて紙に近い、反射型の電気化学型表示媒体及びそれを用いた表示素子ならびに表示装置を提供する。 The present invention provides a reflective electrochemical display medium that has very close visibility and texture similar to paper, a display element using the same, and a display device.
1 発色剤と支持電解質を含有する電解液を保持した有機無機複合体ウエットケーキシート
2 透明基材
3 透明電極
4 対向電極
5 封止剤
6 対向基材
7 発色材料層
8 支持電解質を含有する電解液を保持した有機無機複合体ウエットケーキシート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic inorganic composite wet cake sheet | seat holding the electrolyte solution containing color former and supporting
Claims (9)
珪酸アルカリ及び/または2種以上の金属元素を有しその金属元素の1種がアルカリ金属である、金属酸化物、金属水酸化物および金属炭酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物(1)と、ジアミンとを含有する塩基性の水溶液(B)とを
混合攪拌し、重縮合反応させることにより得られる有機ポリマーと無機化合物との複合体であって、該複合体が電解液を保持していることを特徴とする電気化学型表示媒体。 An organic solution (A) in which one kind of compound selected from the group consisting of a dicarboxylic acid halide, a dichloroformate compound and a phosgene compound is dissolved in an organic solvent;
At least one metal compound selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides, and metal carbonates, having an alkali silicate and / or two or more metal elements and one of the metal elements is an alkali metal ( 1) and a basic aqueous solution (B) containing a diamine are mixed and stirred, and a complex of an organic polymer and an inorganic compound obtained by polycondensation reaction. An electrochemical display medium characterized by being held.
珪酸アルカリ及び/または2種以上の金属元素を有しその金属元素の1種がアルカリ金属である、金属酸化物、金属水酸化物および金属炭酸化物からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属化合物(1)と、ジアミンとを含有する塩基性の水溶液(B)とを混合攪拌し、重縮合反応させることにより得られる有機ポリマーと無機化合物との複合体を得る複合体合成工程と、
前記複合体の固形分率が35質量%以下の状態で、電解液を含浸させて、複合体に電解液を保持させる含浸工程とを有することを特徴とする電気化学型表示媒体の製造方法。
An organic solution (A) in which one kind of compound selected from the group consisting of a dicarboxylic acid halide, a dichloroformate compound and a phosgene compound is dissolved in an organic solvent;
At least one metal compound selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides, and metal carbonates, having an alkali silicate and / or two or more metal elements and one of the metal elements is an alkali metal ( 1) and a basic aqueous solution (B) containing a diamine are mixed and stirred, and a composite synthesis step for obtaining a composite of an organic polymer and an inorganic compound obtained by polycondensation reaction;
A method for producing an electrochemical display medium, comprising: an impregnation step of impregnating an electrolytic solution in a state where the solid content of the composite is 35% by mass or less and retaining the electrolytic solution in the composite.
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